假設現在給定壹個正方形BEGF。這道題目本身並沒有難度,關鍵在於樓主不允許使用全等。
即便如此,可以把題目看成以H為動點在GF上移動,HE為邊長,做壹個正方形AEHI,因為H點是移動的,相應的A點也會跟著移動,但我可以和樓主保證,當H點移動到G點時,此刻AG=2BG或AB=BG,因為他們滿足了各自之間的垂直關系。當H點移動到F點時,A點與B點重合。
根據以上的觀點,得知正方形ABCD的邊長是變化的。這樣就滿足了a^2+b^2=c^2前提,即我給妳壹個定量(假設是b),那麽a的取值就隨c的變化而變化。因為H點在GF上移動這個限制,所以也導致了AB的變化範圍必須是在(0-b)之間。
如果樓主只是認為a、b、c是相較於邊長,那麽此題就顯得毫無意義。關鍵是劉徽采用拓補的思路,即正方形AEHI=正方形ABCD+正方形BEFG。
在達成以上***識後,我們再來討論拓補對於勾股定理的意義。我們假設AG與IH的交點為O
思路:
首先樓主限定了我不能用全等,那根據平行線之間成比例的關系。我們將三角形HEF旋轉90度。使得,點A、E、H在同壹直線上。此時,點B、E、F也在同壹直線上,並且HF//AB,這樣我們就能得到HF=AB=a(這個不是全等,這個是平行線之間,線段成比例的概念)妳也可以認為這是將三角形HEF拓補到整個圖形的右側。
其實只要證明出AB=HF=a,那麽GH=b-a,此題幾乎已經破解。我們假設AG與IH的交點為O,那麽根據平行線之間線段成比例的概念,我們可以將線段OG,GH,OH分別表示用a和b表示出來。
此時正方形AEHI的面積相當於三角形AIO,三角形ABE,三角形BOE,三角形EOH面積之和,且這些三角形都是直角三角形,個邊長都可以用代數a和b表示出來,而正方形AEHI本身的面積就是c^2,所以不用擔心會出現恒等式的情況。(註意只要將4個直角三角形的面積相加,不要列出等式,因為這本來就是相等的,肯定會是恒等式的概念,即A-B=0)
證閉關鍵我們要從這個問題中看見本質,其實就是H點在GF上移動,問妳正方形邊長AB與HF之間的關系,我們壹但抓住本質,就很容易把這個問題想清楚。
這和我們生活中遇到很多情況都是壹樣的,為人處事但求壹個明確的思路,看清問題的本質很有利於提升我們自己的效率,從而脫穎而出。